Die meisten Software-Enthusiasten versuchen irgendwann, an Hardware zu basteln. Leider ist das Zerlegen großer Geräte wie Laptops und Haushaltsgeräte für Anfänger eine komplizierte Aufgabe. Darüber hinaus hat es seine eigenen Risiken, da es eine Chance gibt, teure Gegenstände irreparabel zu beschädigen. Glücklicherweise nahmen in den letzten Jahrzehnten die Träume derjenigen, die sich für einfache Hardwareprojekte interessierten, Gestalt an. Kreativteams präsentierten mehrere winzige Mikrocontroller, die eine kostengünstige und anfängerfreundliche Möglichkeit zum Experimentieren boten.
Eines der erfolgreichsten Projekte war Arduino, das 2005 für Studenten in Italien entwickelt wurde. Das Hauptziel seiner Schöpfer war es, die Arbeit mit Elektronik zu vereinfachen. Sie müssen keinen technischen Hintergrund haben oder ein Codierungswunderkind sein, um Arduino zu verwenden. Durch die einfache Verwendung können jedes Jahr Tausende von Menschen ihre eigenen Projekte erstellen. Das Schreiben der Anweisungen für den Mikrocontroller in der abstrahierten Arduino–Sprache dauert überhaupt keine Zeit – mal sehen, wie wir das selbst machen.
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- Programmieren Ihres Boards: IDE und Arduino-Sprache
- Einführung in die Arduino-Sprache
- Syntaxanforderungen
- Erweiterung der Arduino-Programmiersprache
- Before you go
- Hinterlassen Sie Ihr ehrliches Feedback
Arduino erklärt
Bevor wir anfangen, etwas über die Arduino-Sprache zu lernen, sollten wir mit dem System selbst vertraut sein. Ansonsten haben wir Wissen ohne praktischen Nutzen, und das ist nicht unser Ziel. Arduino ist im Wesentlichen ein kleines und erschwingliches Stück der sogenannten offenen Hardware – eine Leiterplatte, die Sie für einfache elektronische Projekte verwenden können. Sie können sich einigen von ihnen anschließen, um auch komplexere Strukturen zu erstellen.
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EINLÖSEN DEAL
Es sind viele verschiedene modelle von Arduino boards, sowie eine ganze vielzahl von Arduino-kompatibel klon produkte, wie GSTduino, Freaduino oder CraftDuino. Ihre Grundstruktur ist ziemlich ähnlich. Jedes Board, das Sie auswählen, verfügt immer über einen Stromanschluss, einen seriellen Anschluss, den primären Chip und einige kleinere Teile, mit denen Sie nicht direkt arbeiten. Bei den neueren Modellen kann jedoch ein USB-Anschluss sowohl für serielle als auch für Stromanschlüsse verwendet werden.
Alle Boards haben auch einen Satz Pins. Sie können sie verwenden, um den Arduino mit externen Komponenten wie Schilden oder Sensoren zu verbinden. Ein Schild ist eine Art Add-On-Board, das Motorsteuerungen, LCD-Displays und ähnliche Funktionen bereitstellen kann. Mit verschiedenen Arten von Sensoren kann Ihr Arduino so ziemlich alles erkennen (Bewegung, Schall, Druck, Licht usw.) und entsprechend handeln (z. B. Hindernisse beim Bewegen vermeiden). Beide Schilde und Sensoren sind separat erhältlich, aber die Preise sind eher niedrig: Sie können einen einfachen Temperatur- oder Wassersensor für etwas mehr als drei Dollar bekommen.
Seit der Gründung von Arduino im Jahr 2005 hat die Kombination aus anpassbarer Hardware und abstrahierter Software es zu einem Hit unter Studenten, Bastlern und Heimwerkern gemacht. Die Technologie ist Open-Source und die Dokumentation umfangreich, so dass die ersten Schritte sind nicht einschüchternd für diejenigen, die ohne Hintergrund in der Programmierung oder Engineering.
Programmieren Ihres Boards: IDE und Arduino-Sprache
Um Ihre Projekte zu schreiben und auf Ihr Arduino-Board hochzuladen, müssen Sie die Arduino-Software (Integrated Development Environment oder IDE) verwenden. Die einfachste Möglichkeit ist die Verwendung der Online-Version, auch bekannt als Arduino Web Editor. Sie können die Cloud zum Speichern Ihrer Kreationen verwenden. Auf diese Weise können Sie von überall darauf zugreifen, solange Sie über eine stabile Internetverbindung verfügen. Wenn Sie die Online-Version verwenden, müssen Sie sich auch nicht um Updates kümmern. Wenn Sie die Offline-Version verwenden möchten, können Sie sie für die offizielle Seite herunterladen.
Welche Sprache verwendet Arduino? Verwendet Arduino C ++ oder gibt es eine separate Arduino-Programmiersprache? Diese Fragen werden von Anfängern am häufigsten gestellt. Es ist nur natürlich: Da die meisten von ihnen nicht viel Programmiererfahrung haben, ist Einfachheit entscheidend für einfaches Experimentieren.
Die Syntax und Benennung der Arduino-Sprachbefehle kam tatsächlich vor der Hardware. Hernando Barragán schuf es 2003, als er für seine Masterarbeit ein System namens Wiring entwickelte. Während der Forschung testete er die Sprachkonzepte mit Studenten verschiedener Programme: Die Sprache musste abstrakt und einfach genug für Künstler und Designer sowie Ingenieure sein.
Wir müssen die Tatsache beachten, dass Entwickler dazu neigen, sich über die Arduino–Sprache nicht einig zu sein – genauer gesagt, einige bestehen darauf, dass es nicht einmal eine Sprache ist. Aufgrund seiner Ähnlichkeit mit C ++ wird es von einigen als Bibliothek bezeichnet. In diesem Tutorial werden wir uns jedoch an die Terminologie halten, die auf der offiziellen Seite des Arduino verwendet wird, und es die Arduino-Programmiersprache nennen.
Einführung in die Arduino-Sprache
Aufgrund ihrer Einfachheit werden die Programme, die Sie mit der Arduino-IDE schreiben, als Skizzen bezeichnet. Im Wesentlichen handelt es sich um Textdateien, die in Arduino-Sprache geschrieben sind. Um sie zu speichern und auf Ihr Arduino-Board hochzuladen, müssen Sie das verwenden .ino-Erweiterung.
Die Programmiersprache Arduino besteht aus drei Hauptteilen. Zunächst haben Sie Funktionen, mit denen Sie Ihr Board steuern können. Mithilfe von Funktionen können Sie Zeichen analysieren, mathematische Operationen ausführen und verschiedene andere Aufgaben ausführen – z. B. digitalRead () und digitalWrite () können Sie einen Wert in einen bestimmten PIN lesen oder schreiben.
Es gibt zwei Funktionen, die jeder in Arduino-Sprache geschriebene Sketch enthält. Diese sind setUp() und loop(). Eine Skizze beginnt immer mit setUp () , das einmal ausgeführt wird, nachdem Sie Ihr Board eingeschaltet oder zurückgesetzt haben. Nachdem Sie es erstellt haben, verwenden Sie loop (), um das Programm wiederholt zu durchlaufen, bis Sie das Board ausschalten oder zurücksetzen.
Als nächstes haben wir die Arduino-Werte, die Konstanten und Variablen darstellen. Die meisten Datentypen (Array, bool, char, float usw.) sind denen von C++ ähnlich. Sie können auch eine Typkonvertierung durchführen. Der letzte Teil der Arduino-Sprache heißt Struktur. Es enthält kleine Codeelemente wie Operatoren.
Syntaxanforderungen
Die Syntax ist der von C ++ nicht unähnlich. Die erste Ähnlichkeit, die Sie möglicherweise bemerken, ist die Verwendung geschweifter Klammern zum Umschließen Ihrer Codeblöcke. Wenn Sie eine schließende geschweifte Klammer verpassen, nachdem Sie die öffnende verwendet haben, gibt das System einen Fehler aus. Glücklicherweise hebt die Arduino-IDE die schließende Klammer hervor, wenn Sie auf die öffnende Klammer klicken. Genau wie C ++ erfordert Arduino auch das Beenden Ihrer Anweisungen mit Semikolons. Fehlt einer, wird ein Fehler ausgelöst.
Eine weitere klare Ähnlichkeit ist die Art und Weise, wie Sie Kommentare eingeben. Es gibt zwei Möglichkeiten, dies in Arduino-Sprache zu tun, je nachdem, ob Sie einen einzeiligen oder einen Blockkommentar benötigen. Wenn Sie nur eine Zeile auskommentieren müssen, beginnen Sie sie mit zwei Schrägstrichen:
// a comment here
#define LED_PIN 5
void setup() {
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
Wenn eine Zeile zu wenig für Ihre Notizen ist, können Sie einen mehrzeiligen Kommentar einfügen, indem Sie ihn mit einem Schrägstrich und einem Sternchen beginnen und mit einem Sternchen und einem Schrägstrich beenden:
/* a comment here
a comment there
there are comments everywhere */
#define LED_PIN 5
void setup() {
pinMode(LED_PIN, OUTPUT);
Denken Sie beim Hinzufügen von Kommentaren daran, dass der Arduino-Compiler sie vollständig ignoriert. Dies bedeutet, dass sie nicht in den Prozessor exportiert werden und keinen Speicher des Mikrocontrollers verwenden.
Erweiterung der Arduino-Programmiersprache
Wie die meisten anderen Programmiersprachen können Sie mit der Arduino-Sprache externe Bibliotheken importieren. Um es kurz zu machen, eine Bibliothek ist eine Reihe von vorgefertigten Code, der Ihnen zusätzliche Funktionen bietet. Wenn Ihnen die integrierten Bibliotheken nicht ausreichen, können Sie sie online herunterladen oder sogar Ihre eigenen schreiben.
Sie können sowohl C-Bibliotheken als auch solche verwenden, die Arduino-spezifisch sind. Nachdem Sie eines ausgewählt haben, müssen Sie es mit dem Bibliotheksmanager in der Arduino IDE installieren. Um eine bestimmte Bibliothek in Ihre Skizze aufzunehmen, verwenden Sie die Anweisung #include und benennen Sie die Bibliothek, die Sie verwenden müssen. Denken Sie daran, kein Semikolon hinzuzufügen: Diese Anweisung muss nicht beendet werden.
Before you go
Wie Sie vielleicht schon gedacht haben, ist ein Arduino-Board eine großartige Möglichkeit, mit Hardware zu spielen, ohne sich um erhebliche Kosten oder komplexe Programmierung kümmern zu müssen. Es ist ein beliebter Weg, um Kinder süchtig nach Technik zu bekommen.
Wird es ein Familienprojekt? Werden Sie der nächste große Erfinder sein? Denken Sie daran, jede Reise beginnt mit einem einzigen Schritt!
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